Combined selection for adaptability, genotypic stability and cowpea yield from mixed models / Seleção combinada para adaptabilidade, estabilidade genotípica e produtividade de feijão-caupi a partir de modelos mistos

ABSTRACT: The potential expression of crop productivity is a constant challenge for plant breeders in the face of oscillations in environmental variables, making selection difficult and increasing the operational and methodological costs in obtaining the ideal cultivar for a determined region. The objective of the research was to investigate the effects of genotype x environment interaction in the selection of cowpea lines with high grain yield, adaptability, and genotypic stability simultaneously, in environments of the Northwest region of Rio de Janeiro State, using mixed models (Maximum Restricted Likelihood - REML/Best Linear Unbiased Prediction - BLUP). 27 cowpea genotypes were evaluated in six environments by combining location (Cambuci-RJ and Bom Jesus do Itabapoana-RJ) and year (2016, 2017 and 2018). A randomized block design with four replications was performed. The genetic parameters were estimated via the REML/BLUP procedure, and the selection was based on the harmonic mean method of the relative performance of the genetic values (HMRPGV). A meaningful difference was observed for environment and genotype x environment interaction. The residual variance and the variance of the genotype x environment interaction formed the most significant fractions of the phenotypic variance. Lines 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-Ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-Ouro 1-5-26), and 9 (Pingo-de-Ouro 1-5-8), stood out as superior in terms of stability and adaptability and grain yield by HMRPGV. Commercial cultivars 13 (BRS-Tumucumaque) and 26 (BRS-Itaim) had high grain yield, adaptability, and specific stability in the evaluated edaphoclimatic conditions.

RESUMO: A expressão potencial da produtividade das culturas constitui um desafio constante aos criadores de plantas frente às oscilações das variáveis ambientais, dificultando a seleção e onerando os custos operacionais e metodológicos na obtenção da cultivar ideal para determinada região. O objetivo do trabalho foi investigar os efeitos da interação genótipos x ambientes na seleção de linhagens de feijão-caupi com alta produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade genotípica simultaneamente, em ambientes da região Noroeste do estado do Rio de Janeiro, usando modelos mistos (Máximo Verosimilhança Restrita - REML/Melhor Predição Linear não Viesado - BLUP). Avaliou-se 27 genótipos de feijão-caupi em seis ambientes pela combinação de local (Cambuci-RJ e Bom Jesus do Itabapoana-RJ) e ano (2016, 2017 e 2018). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. Os parâmetros genéticos foram estimados via procedimento REML/BLUP, e a seleção baseou-se no método da média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (HMRPGV). Observou-se diferença significativa para ambiente e interação genótipo x ambiente. A variância residual e a variância da interação genótipo x ambiente formaram as maiores frações da variância fenotípica. As linhagens 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-ouro 1-5-26) e 9 (Pingo-de-ouro 1-5-8) foram classificadas como superiores quanto a estabilidade e adaptabilidade e rendimento de grãos pelo critério da HMRPGV. As cultivares comerciais 13 (BRS-Tumucumaque) e 26 (BRS-Itaim) reuniram elevada produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade específica nas condições edafoclimáticas avaliadas.

Genotype × Environment effects on morphological and productive components of sweet potato (Ipomoea batatasL) / Interação genótipos x ambientes em componentes morfológicos e produtivos de batata-doce (Ipomoea batatasL)

Sweet potato (Ipomoea batatasL.) is a crop with high market demands because of its well-known health benefits. Limited use of improved clones reduces the crop’s income potential. Plant breeding programs seek to selectgenotypes with good results in a variety of environments by evaluating the interaction effects of genotypes and environments. This study aimed to assess Clone × Growing season effects on morphological and productive parameters of sweet potato clones grown in the municipality of Curitibanos, Santa Catarina, Brazil, in 2016/2017 and 2017/2018. The following clones were evaluated: Brazlândia Rosada, BRS Amélia, Beauregard, BrazlândiaRoxa, and BRS Rubissol. A randomized block design with three replications was used to investigate root length, root diameter, mean root weight, total root number, number of marketable roots, total yield, and marketable yield. Data were subjected to one-way and two-way analysis of variance. Beauregard afforded the largest number of marketable roots and was stable in both growing seasons. Beauregard, Brazlândia Roxa, and Brazlândia Rosada differed in total number of roots between growing seasons. There were no significant differences between growing seasons in mean root weight; BRS Amélia afforded a higher mean root weight than Brazlândia Rosada. Beauregard did not differ in total or marketable yield between growing seasons and provided higher yields than the other clones. BRS Rubissol and Beauregard were found to be the most promising for sweet potato cultivation under the environmental conditions of Curitibanos.

A batata-doce (Ipomoea batatas L.) é uma cultura de alta demanda pelomercado consumidor, devido aos estudos que comprovamos seus benefícios à saúde. Contudo, o baixo uso de clones melhorados reduz a lucratividade potencial da cultura. O melhoramento de plantas busca selecionar genótipos com bons resultados em uma gama de ambientes atravésda avaliação da presença de interação genótipos x ambientes. A partir disso, objetivou-se avaliar a presença de interação clones x safras em caracteres morfológicos e produtivos de clones de batata-doce, no município de Curitibanos-SC, nas safras de 2016/2017 e 2017/2018. Os clones avaliados foram Brazlândia Rosada, BRS Amélia, Beauregard, Brazlândia Roxa e BRS Rubissol. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados com três repetições. Foram realizadas as avaliações dasraízes tuberosas: comprimento (CR), diâmetro (DR), massa média (MMR), número total (NTR), número de raízes comerciais (NRC), produção total (PT) e produção comercial (PC). Os dados foram submetidos à análise de variância individual e conjunta. O clone Beauregard se destacou por apresentar o maior número de raízes comerciais e por ser estável em diferentes ambientes. Beauregard, Brazlândia Roxa e Brazlândia Rosada apresentaram diferença entre safras para o número total de raízes. Não houve diferenças significativas entre safras para a massa média de raízes, notando a superioridade de BRS Amélia sobre Brazlândia Rosada.O clone Beauregard não apresentou comportamento diferencial entre safras tanto para a produtividade comercial e total, e foi destaque em comparação com os outros clones. Os clones BRS Rubissol e o Beauregard foram considerados os mais promissores para o cultivo de batata-doce nas condições de Curitibanos/SC.

Genotype × Environment effects on morphological and productive components of sweet potato (Ipomoea batatasL) / Interação genótipos x ambientes em componentes morfológicos e produtivos de batata-doce (Ipomoea batatasL)

Sweet potato (Ipomoea batatasL.) is a crop with high market demands because of its well-known health benefits. Limited use of improved clones reduces the crops income potential. Plant breeding programs seek to selectgenotypes with good results in a variety of environments by evaluating the interaction effects of genotypes and environments. This study aimed to assess Clone × Growing season effects on morphological and productive parameters of sweet potato clones grown in the municipality of Curitibanos, Santa Catarina, Brazil, in 2016/2017 and 2017/2018. The following clones were evaluated: Brazlândia Rosada, BRS Amélia, Beauregard, BrazlândiaRoxa, and BRS Rubissol. A randomized block design with three replications was used to investigate root length, root diameter, mean root weight, total root number, number of marketable roots, total yield, and marketable yield. Data were subjected to one-way and two-way analysis of variance. Beauregard afforded the largest number of marketable roots and was stable in both growing seasons. Beauregard, Brazlândia Roxa, and Brazlândia Rosada differed in total number of roots between growing seasons. There were no significant differences between growing seasons in mean root weight; BRS Amélia afforded a higher mean root weight than Brazlândia Rosada. Beauregard did not differ in total or marketable yield between growing seasons and provided higher yields than the other clones. BRS Rubissol and Beauregard were found to be the most promising for sweet potato cultivation under the environmental conditions of Curitibanos.(AU)

A batata-doce (Ipomoea batatas L.) é uma cultura de alta demanda pelomercado consumidor, devido aos estudos que comprovamos seus benefícios à saúde. Contudo, o baixo uso de clones melhorados reduz a lucratividade potencial da cultura. O melhoramento de plantas busca selecionar genótipos com bons resultados em uma gama de ambientes atravésda avaliação da presença de interação genótipos x ambientes. A partir disso, objetivou-se avaliar a presença de interação clones x safras em caracteres morfológicos e produtivos de clones de batata-doce, no município de Curitibanos-SC, nas safras de 2016/2017 e 2017/2018. Os clones avaliados foram Brazlândia Rosada, BRS Amélia, Beauregard, Brazlândia Roxa e BRS Rubissol. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados com três repetições. Foram realizadas as avaliações dasraízes tuberosas: comprimento (CR), diâmetro (DR), massa média (MMR), número total (NTR), número de raízes comerciais (NRC), produção total (PT) e produção comercial (PC). Os dados foram submetidos à análise de variância individual e conjunta. O clone Beauregard se destacou por apresentar o maior número de raízes comerciais e por ser estável em diferentes ambientes. Beauregard, Brazlândia Roxa e Brazlândia Rosada apresentaram diferença entre safras para o número total de raízes. Não houve diferenças significativas entre safras para a massa média de raízes, notando a superioridade de BRS Amélia sobre Brazlândia Rosada.O clone Beauregard não apresentou comportamento diferencial entre safras tanto para a produtividade comercial e total, e foi destaque em comparação com os outros clones. Os clones BRS Rubissol e o Beauregard foram considerados os mais promissores para o cultivo de batata-doce nas condições de Curitibanos/SC.(AU)

Combined selection for adaptability, genotypic stability and cowpea yield from mixed models / Seleção combinada para adaptabilidade, estabilidade genotípica e produtividade de feijão-caupi a partir de modelos mistos

The potential expression of crop productivity is a constant challenge for plant breeders in the face of oscillations in environmental variables, making selection difficult and increasing the operational and methodological costs in obtaining the ideal cultivar for a determined region. The objective of the research was to investigate the effects of genotype x environment interaction in the selection of cowpea lines with high grain yield, adaptability, and genotypic stability simultaneously, in environments of the Northwest region of Rio de Janeiro State, using mixed models (Maximum Restricted Likelihood - REML/Best Linear Unbiased Prediction - BLUP). 27 cowpea genotypes were evaluated in six environments by combining location (Cambuci-RJ and Bom Jesus do Itabapoana-RJ) and year (2016, 2017 and 2018). A randomized block design with four replications was performed. The genetic parameters were estimated via the REML/BLUP procedure, and the selection was based on the harmonic mean method of the relative performance of the genetic values (HMRPGV). A meaningful difference was observed for environment and genotype x environment interaction. The residual variance and the variance of the genotype x environment interaction formed the most significant fractions of the phenotypic variance. Lines 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-Ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-Ouro 1-5-26), and 9 (Pingo-de-Ouro 1-5-8), stood out as superior in terms of stability and adaptability and grain yield by HMRPGV. Commercial cultivars 13 (BRS-Tumucumaque) and 26 (BRS-Itaim) had high grain yield, adaptability, and specific stability in the evaluated edaphoclimatic conditions.

A expressão potencial da produtividade das culturas constitui um desafio constante aos criadores de plantas frente às oscilações das variáveis ambientais, dificultando a seleção e onerando os custos operacionais e metodológicos na obtenção da cultivar ideal para determinada região. O objetivo do trabalho foi investigar os efeitos da interação genótipos x ambientes na seleção de linhagens de feijão-caupi com alta produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade genotípica simultaneamente, em ambientes da região Noroeste do estado do Rio de Janeiro, usando modelos mistos (Máximo Verosimilhança Restrita - REML/Melhor Predição Linear não Viesado - BLUP). Avaliou-se 27 genótipos de feijão-caupi em seis ambientes pela combinação de local (Cambuci-RJ e Bom Jesus do Itabapoana-RJ) e ano (2016, 2017 e 2018). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. Os parâmetros genéticos foram estimados via procedimento REML/BLUP, e a seleção baseou-se no método da média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (HMRPGV). Observou-se diferença significativa para ambiente e interação genótipo x ambiente. A variância residual e a variância da interação genótipo x ambiente formaram as maiores frações da variância fenotípica. As linhagens 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-ouro 1-5-26) e 9 (Pingo-de-ouro 1-5-8) foram classificadas como superiores quanto a estabilidade e adaptabilidade e rendimento de grãos pelo critério da HMRPGV. As cultivares comerciais 13 (BRS-Tumucumaque) e 26 (BRS-Itaim) reuniram elevada produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade específica nas condições edafoclimáticas avaliadas.

Combined selection for adaptability, genotypic stability and cowpea yield from mixed models / Seleção combinada para adaptabilidade, estabilidade genotípica e produtividade de feijão-caupi a partir de modelos mistos

The potential expression of crop productivity is a constant challenge for plant breeders in the face of oscillations in environmental variables, making selection difficult and increasing the operational and methodological costs in obtaining the ideal cultivar for a determined region. The objective of the research was to investigate the effects of genotype x environment interaction in the selection of cowpea lines with high grain yield, adaptability, and genotypic stability simultaneously, in environments of the Northwest region of Rio de Janeiro State, using mixed models (Maximum Restricted Likelihood - REML/Best Linear Unbiased Prediction - BLUP). 27 cowpea genotypes were evaluated in six environments by combining location (Cambuci-RJ and Bom Jesus do Itabapoana-RJ) and year (2016, 2017 and 2018). A randomized block design with four replications was performed. The genetic parameters were estimated via the REML/BLUP procedure, and the selection was based on the harmonic mean method of the relative performance of the genetic values (HMRPGV). A meaningful difference was observed for environment and genotype x environment interaction. The residual variance and the variance of the genotype x environment interaction formed the most significant fractions of the phenotypic variance. Lines 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-Ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-Ouro 1-5-26), and 9 (Pingo-de-Ouro 1-5-8), stood out as superior in terms of stability and adaptability and grain yield by HMRPGV. Commercial cultivars 13 (BRS-Tumucumaque) and 26 (BRS-Itaim) had high grain yield, adaptability, and specific stability in the evaluated edaphoclimatic conditions.(AU)

A expressão potencial da produtividade das culturas constitui um desafio constante aos criadores de plantas frente às oscilações das variáveis ambientais, dificultando a seleção e onerando os custos operacionais e metodológicos na obtenção da cultivar ideal para determinada região. O objetivo do trabalho foi investigar os efeitos da interação genótipos x ambientes na seleção de linhagens de feijão-caupi com alta produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade genotípica simultaneamente, em ambientes da região Noroeste do estado do Rio de Janeiro, usando modelos mistos (Máximo Verosimilhança Restrita - REML/Melhor Predição Linear não Viesado - BLUP). Avaliou-se 27 genótipos de feijão-caupi em seis ambientes pela combinação de local (Cambuci-RJ e Bom Jesus do Itabapoana-RJ) e ano (2016, 2017 e 2018). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. Os parâmetros genéticos foram estimados via procedimento REML/BLUP, e a seleção baseou-se no método da média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (HMRPGV). Observou-se diferença significativa para ambiente e interação genótipo x ambiente. A variância residual e a variância da interação genótipo x ambiente formaram as maiores frações da variância fenotípica. As linhagens 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-ouro 1-5-26) e 9 (Pingo-de-ouro 1-5-8) foram classificadas como superiores quanto a estabilidade e adaptabilidade e rendimento de grãos pelo critério da HMRPGV. As cultivares comerciais 13 (BRS-Tumucumaque) e 26 (BRS-Itaim) reuniram elevada produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade específica nas condições edafoclimáticas avaliadas.(AU)

Genotype-environment interaction on baby corn production / Interação entre genótipos e ambientes na produção de minimilho

The phase of genotype evaluation for recommendation in different environments is seen as the key stage of breeding programs, in view of the importance of the genotype environment interaction on the main traits. The objective of this study was to evaluate different field corn, popcorn, white corn, and sweet corn genotypes for their capacity of baby corn production and the genotype - environment interaction. Twenty-nine genotypes were evaluated, in a randomized complete block design with three replications. The experiments were performed in the main and second season in Rio Verde - GO and in the second season in Maringá - PR. Significant (p < 0.05) differences between the genotypes were observed for all evaluated traits. The genotype - environment interaction was only significant for mean ear diameter, prolificacy and ear yield, indicating a differentiated performance between genotypes in response to environmental variations. The predominance of the complex part of interaction on prolificacy and yield is emphasized. Although the baby corn harvest is performed even before ear fertilization, the results suggests that the variations in the traits related with babycorn production and quality are mainly influenced by genetic-environmental factors. The genotypes P30K64, HD 332, IPR 119, and IAC 125 obtained the highest means for the evaluated traits. The groups of white and field corn genotypes stood out for with a significantly better performance than the others, principally for ear yield.(AU)

A etapa de avaliação dos genótipos para a recomendação de cultivo em diferentes ambientes é uma das etapas mais importantes em programas de melhoramento, devido à importância da interação entre genótipos e ambientes que influenciam as características de interesse. O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes genótipos de milho, milho pipoca, milho branco e milho doce com relação a capacidade de produção de minimilho e a interação genótipos por ambientes. Foram avaliados 29 genótipos, no delineamento em blocos ao acaso com três repetições. Os experimentos foram conduzidos na safra verão e safrinha de Rio Verde - GO e na safrinha de Maringá - PR. Foram observadas diferenças significativas (p < 0,05) entre genótipos em todas as características avaliadas e interação genótipos x ambientes apenas para diâmetro médio de espiguetas, prolificidade e produtividade de espiguetas, evidenciando ocorrer resposta distinta dos genótipos em função das variações ambientais. Ressalta-se a predominância da parte complexa da interação na prolificidade e produtividade de espiguetas. Embora a colheita de minimilho seja realizada antes mesmo da fecundação, os resultados sugerem que as características relacionadas a produção e qualidade de minimilho são afetadas pela interação genótipo-ambiente. Os genótipos P30K64, HD 332, IPR 119 e IAC 125 obtiveram as maiores médias entre as características avaliadas. Destacam-se os grupos de genótipos de milho branco e milho comum, com significativa superioridade em relação aos demais, principalmente para a produtividade de espiguetas.(AU)

Adaptability and stability of Coffea canephora Pierre ex Froehner genotypes in the Western Amazon / Adaptabilidade e estabilidade de genótipos de Coffea canephora Pierre ex Froehner na Amazônia Ocidental

The development of Coffea canephora cultivars is based on the characterization of genotype × environment interaction, which is interpreted to quantify the differential behavior of clones at different cultivation sites. The objective of this research was to study the genotype x environment interaction aiming to select clones of broad and specific adaptation to different environments of the Western Amazon. Twelve clones with hybrid characteristics of the botanical varieties Conilon and Robusta and four open pollinated clones, had their performance evaluated in comparison with four controls. The genotype × environment interaction was interpreted based on the environmental quality index, the non-parametric estimator of Lin and Binns, 1988 and on the dispersion of the centroid method. Effects of the genotypes, environment, and genotype × environment interaction were all significant (p<0.01). The environmental quality index (Ij) classified three environments as favorable for coffee production. In terms of the Lin and Binns estimator (Pi), hybrid genotypes 16, 10, 13, 09 and 14 presented lower Pi indices than others, and were classified as being more stable. Five clones of low adaptability, seven clones of specific adaptability to favorable or unfavorable environments and two clones of broad adaptability to all environments were identified interpreting the dispersion of the centroid method.(AU)

O desenvolvimento de novas cultivares de Coffea canephora fundamenta-se na caracterização do comportamento diferenciado dos clones em diferentes locais de cultivo. O objetivo deste trabalho foi estudar a interação genótipo x ambientes visando selecionar clones de adaptação ampla e específica à diferentes ambientes da Amazônia Ocidental. Doze clones com características híbridas das variedades botânicas Conilon e Robusta e quatro clones provenientes de polinização aberta tiveram seu desempenho avaliado em comparação com quatro testemunhas. Os métodos utilizados para quantificar a interação genótipo x ambientes foram o estimador não paramétrico de Lin & Binns e a dispersão do método centroide. A análise de variância indicou que os efeitos de genótipos, de ambiente e da interação G x A foram significativos (p<0,01). O índice de qualidade ambiental (Ij) permitiu classificar três ambientes favoráveis em relação a sua contribuição para o desempenho das plantas. Os genótipos híbridos 16, 10, 13, 9 e 14 apresentaram menores índices de Pi, tendo sido ranqueados como mais estáveis, apresentando produtividade média superior ao desempenho das testemunhas. Cinco clones de baixa adaptabilidade, sete clones de adaptabilidade específica a ambientes favoráveis ou desfavoráveis e dois clones de ampla adaptabilidade foram identificados interpretando a dispersão no plano do método centroide.(AU)

Interação genótipo x ambiente sobre o desempenho ponderal de animais da raça Nelore na região Centro-Oeste / Genotype environment interaction on the weight gain of animals of the Nelore breed in the Midwest

Utilizaram-se registros de pesos corporais padronizados aos 120, 210, 365 e 450 dias de idade, provenientes de 30.481 animais da raça Nelore, progênies de 211 reprodutores acasalados com 19.229 matrizes, oriundos de rebanhos dos estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Goiás, com o objetivo de avaliar a presença de interação genótipo x ambiente entre os estados. As estimativas de herdabilidade entre os estados variaram de 0,09 a 0,14; 0,11 a 0,17; 0,16 a 0,27 e 0,17 a 0,35, respectivamente, para os pesos 120, 210, 365 e 450 dias de idade. As estimativas de correlação genética aditiva entre a mesma característica para os diferentes estados apresentaram valores inferiores a 0,80. As correlações de Spearman entre os valores genéticos para os pesos corporais se reduziram à medida que se aumentou a intensidade de seleção sobre os reprodutores. A presença de interação genótipo x ambiente causa maior impacto sobre a avaliação genética dos reprodutores sob intensidade de seleção elevada, sendo interessante sua consideração no processo de avaliação genética. Estimativas de tendências genéticas para todos os pesos corporais apresentaram-se crescentes ao longo dos anos nos três estados.(AU)

Data of adjusted alive weights at 120, 210, 365 and 450 days of age of 30,481 records of animals of the Nellore beef cattle breed from herds of states of Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, and Goiás were used to study the influence of environment genotype interaction on genetic evaluation of sires. Estimates of heritability between the states ranged from 0.09 to 0.14; 0.11 to 0.17; 0.16 to 0.27 and 0.17 to 0.35, respectively for live weights 120, 210, 365 and 450 days of age. The estimates of additive genetic correlation between the same characteristic for the different states presented values lower than 0.80. Spearman correlations between breeding values obtained from live weights of sires lowered as the intensity of selection on sires increased. The presence of environment genotype interaction has greater impact on the genetic evaluation of breeding under high intensity of selection, being an interesting consideration in the process of genetic evaluation. Estimates of genetic trends for all body weights have been increasing over the years in all three states.(AU)

Interação genótipo x ambiente sobre o desempenho ponderal de animais da raça Nelore na região Centro-Oeste / Genotype environment interaction on the weight gain of animals of the Nelore breed in the Midwest

Utilizaram-se registros de pesos corporais padronizados aos 120, 210, 365 e 450 dias de idade, provenientes de 30.481 animais da raça Nelore, progênies de 211 reprodutores acasalados com 19.229 matrizes, oriundos de rebanhos dos estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Goiás, com o objetivo de avaliar a presença de interação genótipo x ambiente entre os estados. As estimativas de herdabilidade entre os estados variaram de 0,09 a 0,14; 0,11 a 0,17; 0,16 a 0,27 e 0,17 a 0,35, respectivamente, para os pesos 120, 210, 365 e 450 dias de idade. As estimativas de correlação genética aditiva entre a mesma característica para os diferentes estados apresentaram valores inferiores a 0,80. As correlações de Spearman entre os valores genéticos para os pesos corporais se reduziram à medida que se aumentou a intensidade de seleção sobre os reprodutores. A presença de interação genótipo x ambiente causa maior impacto sobre a avaliação genética dos reprodutores sob intensidade de seleção elevada, sendo interessante sua consideração no processo de avaliação genética. Estimativas de tendências genéticas para todos os pesos corporais apresentaram-se crescentes ao longo dos anos nos três estados.(AU)

Data of adjusted alive weights at 120, 210, 365 and 450 days of age of 30,481 records of animals of the Nellore beef cattle breed from herds of states of Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, and Goiás were used to study the influence of environment genotype interaction on genetic evaluation of sires. Estimates of heritability between the states ranged from 0.09 to 0.14; 0.11 to 0.17; 0.16 to 0.27 and 0.17 to 0.35, respectively for live weights 120, 210, 365 and 450 days of age. The estimates of additive genetic correlation between the same characteristic for the different states presented values lower than 0.80. Spearman correlations between breeding values obtained from live weights of sires lowered as the intensity of selection on sires increased. The presence of environment genotype interaction has greater impact on the genetic evaluation of breeding under high intensity of selection, being an interesting consideration in the process of genetic evaluation. Estimates of genetic trends for all body weights have been increasing over the years in all three states.(AU)

Genotype-environment interaction, genetic trends, and performance dissimilarity of Nellore herds raised in three different environmental gradients / Interação genótipo x ambiente, tendências genéticas e dissimilaridade do desempenho de rebanhos Nelore criados em três gradientes ambientais distintos

The objectives of this work were to evaluate the genotype-environment interaction, and estimate geneticparameters, genetic trends, and performance dissimilarity-weight gain from birth to weaning (WGBW),adjusted weight to 205 days (W205), weight gain from weaning to 18 months of age (WG18), andadjusted weight to 550 days (W550)-in Nellore animals born between 1986 and 2012, and raised inpasture-based system in three different environmental gradients in Brazil. Data of 62,001 animals-11,729raised in the Alto Taquari/Bolsão region (ATBR), 21,143 raised in the Campo Grande/Dourados region(CGDR) and 29,129 raised in the western São Paulo/Paraná region (SPPR) in Brazil-were used. Thecontemporary groups were defined by sex, location, and birth year and season, with at least nineindividuals, two different environments, and breeding bulls with at least five progenies. The statisticalmodel contained the direct additive and residual genetic effects (random effects), and environmentaland contemporary group effects (fixed effects). Genetic parameters, genotype-environment interactionand genetic trends were estimates using animal model (uni- and/or bi- traits). The level of similaritybetween regions was evaluated using principal components. The animals raised in the CGDR hadsuperior performance regarding the traits evaluated. The direct heritability estimates ranged from 0.39to 0.44 (WGBW), 0.41 to 0.45 (W205), 0.42 to 0.55 (WG18) and 0.60 to 0.62 (W550). The maternalheritability of the traits ranged from 0.20 (WGBW), 0.12 to 0.18 (W205), 0.00 to 0.06 (WG18) and 0.02to 0.22 (W550). According to the Spearman correlation, the ranking of the breeding bulls in the regionsevaluated were different. The mean of Euclidean distance indicated low similarity between ATBR andCGDR (43.20), and ATBR and SPPR (29.24). CGDR and SPPR presented similarity of 17.84. Thebreed values increased over the years in the traits evaluated...

O objetivou-se avaliar as existências de interação genótipo x ambiente, estimar os parâmetros genéticos,tendências genéticas e dissimilaridade para o ganho de peso do nascimento a desmama (GPND),peso ajustado para os 205 dias (P205), ganho de peso da desmama aos 18 meses de idade (GP18)e peso ajustado aos 550 dias em animais da raça Nelore nascidos entre os anos de 1986 a 2012 ecriados a pasto em três gradientes ambientais distintos no Brasil. Utilizou-se informações de 62001animais: 11729 criados na região do Alto Taquari- Bolsão (RATB), 21143 animais na região de CampoGrande-Dourados (RCGD) e 29129 animais na região Oeste de São Paulo-Paraná (RSPR). Os gruposcontemporâneos foram compostos por sexo, fazenda, estação e ano de nascimento dos animais; tendono mínimo nove indivíduos; cada reprodutor tinha no mínimo cinco filhos e encontravam-se em pelomenos dois ambientes diferentes. O modelo estatístico continha os efeitos genéticos aditivo direto eresidual (efeitos aleatórios) e, como fixos, efeitos de fazenda e grupo de contemporâneos. Estimouseparâmetros genéticos, interação genótipo x ambiente e tendências genéticas (modelo animal unie bi característica). Avaliou-se o grau de similaridade entre as três regiões utilizando componentesprincipais. Animais criados na região de RCGD apresentam superioridade para as características de desempenho avaliadas. As estimativas de herdabilidades direta variaram entre: 0,39 a 0,44; 0,41 a 0,45;0,42 a 0,55 e 0,60 a 0,62 respectivamente para GPND, P205, GP18 e P550. Para herdabilidade materna para as mesmas características, variaram entre: 0,20; 0,12 a 0,18; 0,00 a 0,06 e 0,02 a 0,22. Com base na correlação de Spearman constatou-se alteração na classificação dos reprodutores por região. Adistância euclidiana média indicou menor similaridade da RATB com RCGD (43,20) e RSPR (29,24);para RCGD e RSPR o valor de similaridade foi 17,84. Ocorreu aumento nos valores genéticos ao longodos anos nas características...

Genotype-environment interaction, genetic trends, and performance dissimilarity of Nellore herds raised in three different environmental gradients / Interação genótipo x ambiente, tendências genéticas e dissimilaridade do desempenho de rebanhos Nelore criados em três gradientes ambientais distintos

The objectives of this work were to evaluate the genotype-environment interaction, and estimate geneticparameters, genetic trends, and performance dissimilarity-weight gain from birth to weaning (WGBW),adjusted weight to 205 days (W205), weight gain from weaning to 18 months of age (WG18), andadjusted weight to 550 days (W550)-in Nellore animals born between 1986 and 2012, and raised inpasture-based system in three different environmental gradients in Brazil. Data of 62,001 animals-11,729raised in the Alto Taquari/Bolsão region (ATBR), 21,143 raised in the Campo Grande/Dourados region(CGDR) and 29,129 raised in the western São Paulo/Paraná region (SPPR) in Brazil-were used. Thecontemporary groups were defined by sex, location, and birth year and season, with at least nineindividuals, two different environments, and breeding bulls with at least five progenies. The statisticalmodel contained the direct additive and residual genetic effects (random effects), and environmentaland contemporary group effects (fixed effects). Genetic parameters, genotype-environment interactionand genetic trends were estimates using animal model (uni- and/or bi- traits). The level of similaritybetween regions was evaluated using principal components. The animals raised in the CGDR hadsuperior performance regarding the traits evaluated. The direct heritability estimates ranged from 0.39to 0.44 (WGBW), 0.41 to 0.45 (W205), 0.42 to 0.55 (WG18) and 0.60 to 0.62 (W550). The maternalheritability of the traits ranged from 0.20 (WGBW), 0.12 to 0.18 (W205), 0.00 to 0.06 (WG18) and 0.02to 0.22 (W550). According to the Spearman correlation, the ranking of the breeding bulls in the regionsevaluated were different. The mean of Euclidean distance indicated low similarity between ATBR andCGDR (43.20), and ATBR and SPPR (29.24). CGDR and SPPR presented similarity of 17.84. Thebreed values increased over the years in the traits evaluated...(AU)

O objetivou-se avaliar as existências de interação genótipo x ambiente, estimar os parâmetros genéticos,tendências genéticas e dissimilaridade para o ganho de peso do nascimento a desmama (GPND),peso ajustado para os 205 dias (P205), ganho de peso da desmama aos 18 meses de idade (GP18)e peso ajustado aos 550 dias em animais da raça Nelore nascidos entre os anos de 1986 a 2012 ecriados a pasto em três gradientes ambientais distintos no Brasil. Utilizou-se informações de 62001animais: 11729 criados na região do Alto Taquari- Bolsão (RATB), 21143 animais na região de CampoGrande-Dourados (RCGD) e 29129 animais na região Oeste de São Paulo-Paraná (RSPR). Os gruposcontemporâneos foram compostos por sexo, fazenda, estação e ano de nascimento dos animais; tendono mínimo nove indivíduos; cada reprodutor tinha no mínimo cinco filhos e encontravam-se em pelomenos dois ambientes diferentes. O modelo estatístico continha os efeitos genéticos aditivo direto eresidual (efeitos aleatórios) e, como fixos, efeitos de fazenda e grupo de contemporâneos. Estimouseparâmetros genéticos, interação genótipo x ambiente e tendências genéticas (modelo animal unie bi característica). Avaliou-se o grau de similaridade entre as três regiões utilizando componentesprincipais. Animais criados na região de RCGD apresentam superioridade para as características de desempenho avaliadas. As estimativas de herdabilidades direta variaram entre: 0,39 a 0,44; 0,41 a 0,45;0,42 a 0,55 e 0,60 a 0,62 respectivamente para GPND, P205, GP18 e P550. Para herdabilidade materna para as mesmas características, variaram entre: 0,20; 0,12 a 0,18; 0,00 a 0,06 e 0,02 a 0,22. Com base na correlação de Spearman constatou-se alteração na classificação dos reprodutores por região. Adistância euclidiana média indicou menor similaridade da RATB com RCGD (43,20) e RSPR (29,24);para RCGD e RSPR o valor de similaridade foi 17,84. Ocorreu aumento nos valores genéticos ao longodos anos nas características...(AU)

Outbreak of neonatal diarrhea caused by multiple genotypes of rotavirus A in a beef calves herd / Surto de diarreia neonatal por múltiplos genótipos de rotavírus A em um rebanho de bovinos de corte

Calf diarrhea causes substantial economic losses to beef cattle production worldwide. It is a complex multifactorial pathological condition influenced by infectious, nutritional and environmental factors. The present study focused on analyzing the pathological and molecular characterization of bovine rotavirus A (BoRVA) during a diarrhea outbreak in a beef cattle herd located in the state of Mato Grosso, central-western region, Brazil. The outbreak caused high morbidity (80%) and mortality (12%) among 1,100 calves up to 30 days of age. The BoRVA was identified in 53.3% (16/30) of the diarrheic fecal samples analyzed using the silver-stained polyacrylamide gel electrophoresis (ss-PAGE) technique. The nucleotide sequence analysis of VP7 (G genotype) and VP4 (P genotype) via RT-PCR from eight BoRVA-positive fecal samples showed the genotypes G6P[5] (n = 6), G6P[11] (n = 1) and G6P[X] (n = 1). Three calves were necropsied and the gross findings included edema and thickened, wrinkled bowel mucosa in the small intestine. Microscopic lesions were confined to the villi of the small intestine, characterized mainly by villus fusion and moderate multifocal lymphoplasmacytic enteritis. Immunohistochemical examination of three cases was positive for BoRVA. The 53.3% of the diarrheic fecal samples that were positive for BoRVA in this study suggested that RV was the etiological agent involved in this neonatal calf diarrhea outbreak.(AU)

A diarreia neonatal provoca perdas econômicas substanciais na produção de bovinos em todo o mundo. É uma condição patológica multifatorial complexa influenciada por fatores infecciosos, nutricionais e ambientais. O presente estudo teve por objetivo caracterizar o rotavírus tipo A (BoRVA) através da análise patológica e molecular durante um surto de diarreia em um rebanho bovino localizado no estado de Mato Grosso, região centro-oeste, no Brasil. O surto causou alta morbidade (80%) e letalidade (12%) em um rebanho composto 1.100 bezerros até 30 dias de idade. O BoRVA foi identificado em 53,3% (16/30) das amostras fecais diarreicas analisadas usando a técnica de eletroforese em gel de poliacrilamida corada com prata (ss-PAGE). A análise da sequência nucleotídica de VP7 (genótipo G) e VP4 (genótipo P) via RT-PCR a partir de oito amostras fecais BoRVA-positivas mostrou os genótipos G6P [5] (n = 6), G6P [11] (n = 1) e G6P [X] (n = 1). Três bezerros foram submetidos à necropsia e os achados macroscópicos incluíram edema e espessamento da mucosa do intestino delgado. As lesões microscópicas foram observadas nas vilosidades do intestino delgado, sendo caracterizadas principalmente por fusiosamento de vilosidades e enterite linfoplasmocitária multifocal moderada. O exame imunohistoquímico dos três casos foram positivos para o BoRVA. As 53,3% das amostras fecais diarreicas positivas para o BoRVA sugeriram que o rotavírus é o agente etiológico envolvido neste surto de diarreia neonatal em bezerros.(AU)

Outbreak of neonatal diarrhea caused by multiple genotypes of rotavirus A in a beef calves herd / Surto de diarreia neonatal por múltiplos genótipos de rotavírus A em um rebanho de bovinos de corte

Calf diarrhea causes substantial economic losses to beef cattle production worldwide. It is a complex multifactorial pathological condition influenced by infectious, nutritional and environmental factors. The present study focused on analyzing the pathological and molecular characterization of bovine rotavirus A (BoRVA) during a diarrhea outbreak in a beef cattle herd located in the state of Mato Grosso, central-western region, Brazil. The outbreak caused high morbidity (80%) and mortality (12%) among 1,100 calves up to 30 days of age. The BoRVA was identified in 53.3% (16/30) of the diarrheic fecal samples analyzed using the silver-stained polyacrylamide gel electrophoresis (ss-PAGE) technique. The nucleotide sequence analysis of VP7 (G genotype) and VP4 (P genotype) via RT-PCR from eight BoRVA-positive fecal samples showed the genotypes G6P[5] (n = 6), G6P[11] (n = 1) and G6P[X] (n = 1). Three calves were necropsied and the gross findings included edema and thickened, wrinkled bowel mucosa in the small intestine. Microscopic lesions were confined to the villi of the small intestine, characterized mainly by villus fusion and moderate multifocal lymphoplasmacytic enteritis. Immunohistochemical examination of three cases was positive for BoRVA. The 53.3% of the diarrheic fecal samples that were positive for BoRVA in this study suggested that RV was the etiological agent involved in this neonatal calf diarrhea outbreak.(AU)

A diarreia neonatal provoca perdas econômicas substanciais na produção de bovinos em todo o mundo. É uma condição patológica multifatorial complexa influenciada por fatores infecciosos, nutricionais e ambientais. O presente estudo teve por objetivo caracterizar o rotavírus tipo A (BoRVA) através da análise patológica e molecular durante um surto de diarreia em um rebanho bovino localizado no estado de Mato Grosso, região centro-oeste, no Brasil. O surto causou alta morbidade (80%) e letalidade (12%) em um rebanho composto 1.100 bezerros até 30 dias de idade. O BoRVA foi identificado em 53,3% (16/30) das amostras fecais diarreicas analisadas usando a técnica de eletroforese em gel de poliacrilamida corada com prata (ss-PAGE). A análise da sequência nucleotídica de VP7 (genótipo G) e VP4 (genótipo P) via RT-PCR a partir de oito amostras fecais BoRVA-positivas mostrou os genótipos G6P [5] (n = 6), G6P [11] (n = 1) e G6P [X] (n = 1). Três bezerros foram submetidos à necropsia e os achados macroscópicos incluíram edema e espessamento da mucosa do intestino delgado. As lesões microscópicas foram observadas nas vilosidades do intestino delgado, sendo caracterizadas principalmente por fusiosamento de vilosidades e enterite linfoplasmocitária multifocal moderada. O exame imunohistoquímico dos três casos foram positivos para o BoRVA. As 53,3% das amostras fecais diarreicas positivas para o BoRVA sugeriram que o rotavírus é o agente etiológico envolvido neste surto de diarreia neonatal em bezerros.(AU)

CLIMATE SPATIALIZATION AND GENOTYPE-ENVIRONMENT INTERACTION EFFECTS ON WEANING WEIGHTS OF NELLORE CATTLE IN EXTENSIVE SYSTEMS IN TROPICAL REGIONS OF BRAZIL

Abstract Depending on the environmental differences among the regions, the phenotypic expression in beef cattle may significantly vary between the progenies of the same sire, and this is an important rule to identify the best animal. Thus, this study was carried out to spatialize environmental factors that may help to compare and discriminate the states of Maranhão, Pará, and Tocantins and also to check for genotype x environment interaction (G x E interaction) in these regions. The environmental variables analyzed were: maximum temperature; minimum temperature; mean temperature; precipitation; normalized difference vegetation index; relative humidity; altitude; and index of temperature and humidity. Records of weaning weight of Nellore cattle raised on pasture were collected between the years of 1997 and 2007. The dataset was constituted of 21.117 animals, progenies of 161 sires. (Co)variance components and breeding values were estimated using the multiple-trait derivative-free restricted maximum likelihood method. Multivariate spatialization revealed clear distinction among the States of Maranhão, Pará, and Tocantins and allowed the identification of important environmental variables for discrimination. The estimate for direct heritability showed moderate magnitudes and were 0.22±0013, 0.26±0.021, and 0.29±0023, for the States of Maranhão, Pará, and Tocantins, respectively. The estimates of correlation between the breeding values, predicted in different States, as well as the genetic correlation for weaning weight showed that sire ranks changed among the States, indicating G x E interaction. There was a variation of the genetic response of the progeny, depending on the sire and on the State. Thus, the G x E interaction should be accounted for in the genetic evaluation of sires and the performance of Nellore cattle under extensive breeding systems in tropical regions of Brazil.

Resumo A expressão fenotípica pode variar significativamente sob diferenças climáticas e deve ser um motivo de preocupação na identificação e seleção de animais superiores no Brasil. Dessa forma, no presente estudo objetivou-se espacializar fatores ambientais para discriminar os estados do Maranhão (MA), Pará (PA) e Tocantins (TO) e verificar presença de interação genótipo-ambiente (IGA) para peso ao desmame em rebanhos bovinos da raça Nelore localizados nestes Estados. As variáveis ambientais analisadas foram: temperatura máxima; temperatura mínima; temperatura média; precipitação; índice vegetativo normalizado; umidade relativa; altitude e índice de temperatura e umidade. Os registros de peso a desmama de bovinos da raça Nelore criados à pasto foram coletados entre os anos de 1997 e 2007 e o conjunto de dados constituído por 21.117 animais, filhos de 161 touros comuns aos Estados do MA, PA e TO. As estimativas para herdabilidades direta apresentaram magnitudes moderadas, com valores de 0,22 ± 0,013 (MA), 0,26 ± 0,021(PA) e 0,29 ± 0,023 (TO). As variáveis ambientais discriminaram bem os Estados e as estimativas revelaram variação da resposta genética da progênie, dependendo do pai e do Estado em questão. As estimativas de correlações genéticas para peso ao desmame indicaram forte presença de interação genótipo-ambiente.

Instability of the expression of morphological and phenological descriptors to environmental variation in white oat / Instabilidade da expressão de descritores morfológicos e fenológicos à variação ambiental em aveia-branca

Morphological and phenological characters are used in the selection, breeding, and description of plant varieties with varying genotypes. The stability of these descriptors in the face of environmental changes can determine their usefulness in situations where plant varieties must be reliably identified. The objective of this study was to verify the expression of morphological and phenological descriptors and use them to distinguish between white oat cultivars (Avena sativa L.) in two growing periods. For this, five cultivars, protected and belonging to four breeders, referred to as G1, G2, G3, G4, and G5, were sown in the typical growing season in southern Brazil (autumn-winter) and outside that period (winter-spring), and grown for forty days. The experiment was established in the field, in a randomized block design replicated three times. The cultivars were evaluated for 42 descriptors (15 quantitative and 27 qualitative). Quantitative data were analyzed by analysis of variance, the comparison of averages, and multivariate analysis by generating average euclidean distances. Qualitative data were analyzed by mode determination, followed by obtaining the similarity index. The relationship between cultivars was illustrated by dendrograms. The stability index for each descriptor was calculated. A genotype x environment interaction was observed for 28 descriptors. The stability of descriptor appearance and persistence over the growing season was higher in qualitative (44%) than in quantitative (7%) descriptors. The most stable qualitative descriptors were lemma color, hairiness of the upper node, flag leaf position, hairiness of the base of the grain, basal grain length, and rachilla length. The most stable quantitative descriptor was flag leaf length. Shifting the white oat growing season from autumn-winter to winter-spring reduced the cycle and modified the expression of most descriptors by changing the phenotypic distinctness between cultivars.(AU)

Caracteres morfológicos e fenológicos são utilizados na seleção, cruzamentos e descrição de genótipos, sua instabilidade frente a alterações ambientais pode determinar o seu valor na etapa de proteção de cultivares. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de verificar a expressão de descritores morfológicos e fenológicos e, consequentemente, a dissimilaridade entre cultivares de aveia-branca (Avena sativa L.) em dois períodos de cultivo. Para isso, cinco cultivares, protegidas e oriundas de quatro obtentores e, aqui, codificadas (G1, G2, G3, G4 e G5), foram semeadas dentro do período recomendado para a cultura no sul do do Brasil (outono-hibernal) e fora desse período (hiberno-primaveril), com intervalo de quarenta dias. O experimento foi estabelecido em campo, em blocos casualizados, com três repetições. As cultivares foram avaliadas quanto a 42 descritores (15 quantitativos e 27 qualitativos). Os dados quantitativos foram submetidos à análise de variância, seguida da comparação de médias, e à análise multivariada, por meio da geração da distância euclidiana média. Os dados qualitativos foram submetidos à determinação da moda, seguida da obtenção do índice de similaridade. A relação entre as cultivares foi ilustrada por meio de dendrogramas. Foi calculado o índice de estabilidade dos descritores. A interação genótipo x ambiente foi observada em 28 descritores. A estabilidade de expressão, à alteração no período de cultivo, foi maior nos descritores qualitativos (44%), quando comparada aos quantitativos (7%). Os descritores qualitativos mais estáveis foram: cor do lema, pilosidade do nó superior, posição da folha-bandeira, pilosidade da base do grão, comprimento dos pelos basais do grão e comprimento da ráquila. O descritor quantitativo mais estável foi o comprimento da folha-bandeira. [...](AU)

Genetic, environmental and genotype x environment interaction effects on the common bean grain yield and commercial quality / Efeito genético, ambiental e interação genótipos x ambientes na qualidade comercial e produtividade de grãos em feijoeiro-comum

The objective of this study was to assess the effects of environmental and genotype x environment (GxE) interaction on the commercial quality and grain yield of common bean for the identification of new cultivars for the South Central and Central regions of Brazil, that combine high adaptability/ stability for grain yield, sieve yield (SY) and 100-seed weight (100M). Sixty-two trials were performed in a randomised block design with three replicates in different sowing seasons in the South Central (Rio Grande do Sul (RS), Santa Catarina (SC), Paraná (PR), São Paulo (SP) and Mato Grosso do Sul (MS)) and Central (Goiás (GO) and Distrito Federal (DF)) regions in 2009 and 2010. In the trials, 16 “carioca”-seeded lines were evaluated, and grain yield, SY and 100M were collected. The data were then subjected to individual and joint analyses of variance and to adaptability and stability analyses using the Annichiarico method. Genetic variation was found between the lines for all three traits. Coefficient of determination estimates showed that the genotype effect was more important for commercial quality than for grain yield and that the environmental effect was equally important for all three traits, indicating that the highest possible number of environments should be tested. The highest-yielding lines in the Brazilian Central (CNFC 11954 and CNFC 11959) and South Central (CNFC 11948) regions were different, indicating the importance of GxE interactions for yield. However, the two best lines in the Central Region had low commercial grain quality. Thus, CNFC 11948 will be recommended as the new cultivar selected for broad adaptation because it combines high commercial quality with increased mean grain yield and stability in the South Central Region and better yield and stability than the main controls in the Central Region.

O objetivo desse trabalho foi estudar o efeito ambiental e da interação genótipos × ambientes para produtividade e qualidade comercial de grãos na indicação de novas cultivares de feijoeiro-comum para as Regiões Centro Sul e Central do Brasil, identificando linhagens que reúnam alta adaptabilidade/ estabilidade para produtividade, rendimento de peneira e massa de 100 grãos. Foram realizados 62 ensaios em blocos ao acaso, com três repetições, em diferentes épocas de semeadura, nas Regiões Centro Sul (RS, SC, PR, SP e MS) e Central (GO e DF), nos anos de 2009 e 2010. Os ensaios foram compostos por 16 linhagens de grãos carioca e foram obtidos dados de produtividade, rendimento de peneira e massa de 100 grãos. Os dados foram submetidos a análises de variância individuais e conjuntas e a análises de adaptabilidade e estabilidade pela metodologia de Annichiaricco. Existe variação genética entre as linhagens para os três caracteres. As estimativas do coeficiente de determinação mostraram que o efeito de genótipos é mais importante para a qualidade comercial do que para produtividade de grãos e que o efeito ambiental é igualmente importante para os três caracteres, indicando que a avaliação deve ser realizada no maior número possível de ambientes. As linhagens superiores para produtividade nas Regiões Central (CNFC 11954 e CNFC 11959) e Centro-Sul (CNFC 11948) do Brasil são diferentes, indicando a importância da interação genótipos x ambientes para essa característica. Entretanto, as duas melhores linhagens na Região Central apresentaram baixa qualidade comercial dos grãos. Assim, a linhagem CNFC 11948 será indicada como nova cultivar de ampla adaptação, pois reúne ótima qualidade comercial de grãos, maior produtividade média e estabilidade na Região Centro-Sul e produtividade e estabilidade superiores as principais testemunhas na Região Central.

Genetic, environmental and genotype x environment interaction effects on the common bean grain yield and commercial quality / Efeito genético, ambiental e interação genótipos x ambientes na qualidade comercial e produtividade de grãos em feijoeiro-comum

The objective of this study was to assess the effects of environmental and genotype x environment (GxE) interaction on the commercial quality and grain yield of common bean for the identification of new cultivars for the South Central and Central regions of Brazil, that combine high adaptability/ stability for grain yield, sieve yield (SY) and 100-seed weight (100M). Sixty-two trials were performed in a randomised block design with three replicates in different sowing seasons in the South Central (Rio Grande do Sul (RS), Santa Catarina (SC), Paraná (PR), São Paulo (SP) and Mato Grosso do Sul (MS)) and Central (Goiás (GO) and Distrito Federal (DF)) regions in 2009 and 2010. In the trials, 16 “carioca”-seeded lines were evaluated, and grain yield, SY and 100M were collected. The data were then subjected to individual and joint analyses of variance and to adaptability and stability analyses using the Annichiarico method. Genetic variation was found between the lines for all three traits. Coefficient of determination estimates showed that the genotype effect was more important for commercial quality than for grain yield and that the environmental effect was equally important for all three traits, indicating that the highest possible number of environments should be tested. The highest-yielding lines in the Brazilian Central (CNFC 11954 and CNFC 11959) and South Central (CNFC 11948) regions were different, indicating the importance of GxE interactions for yield. However, the two best lines in the Central Region had low commercial grain quality. Thus, CNFC 11948 will be recommended as the new cultivar selected for broad adaptation because it combines high commercial quality with increased mean grain yield and stability in the South Central Region and better yield and stability than the main controls in the Central Region.(AU)

O objetivo desse trabalho foi estudar o efeito ambiental e da interação genótipos × ambientes para produtividade e qualidade comercial de grãos na indicação de novas cultivares de feijoeiro-comum para as Regiões Centro Sul e Central do Brasil, identificando linhagens que reúnam alta adaptabilidade/ estabilidade para produtividade, rendimento de peneira e massa de 100 grãos. Foram realizados 62 ensaios em blocos ao acaso, com três repetições, em diferentes épocas de semeadura, nas Regiões Centro Sul (RS, SC, PR, SP e MS) e Central (GO e DF), nos anos de 2009 e 2010. Os ensaios foram compostos por 16 linhagens de grãos carioca e foram obtidos dados de produtividade, rendimento de peneira e massa de 100 grãos. Os dados foram submetidos a análises de variância individuais e conjuntas e a análises de adaptabilidade e estabilidade pela metodologia de Annichiaricco. Existe variação genética entre as linhagens para os três caracteres. As estimativas do coeficiente de determinação mostraram que o efeito de genótipos é mais importante para a qualidade comercial do que para produtividade de grãos e que o efeito ambiental é igualmente importante para os três caracteres, indicando que a avaliação deve ser realizada no maior número possível de ambientes. As linhagens superiores para produtividade nas Regiões Central (CNFC 11954 e CNFC 11959) e Centro-Sul (CNFC 11948) do Brasil são diferentes, indicando a importância da interação genótipos x ambientes para essa característica. Entretanto, as duas melhores linhagens na Região Central apresentaram baixa qualidade comercial dos grãos. Assim, a linhagem CNFC 11948 será indicada como nova cultivar de ampla adaptação, pois reúne ótima qualidade comercial de grãos, maior produtividade média e estabilidade na Região Centro-Sul e produtividade e estabilidade superiores as principais testemunhas na Região Central.(AU)

Climate spatialization and genotype-environment interaction effects on weaning weights of Nellore cattle in extensive systems in tropical regions of Brazil / Efeitos da espacialização climática e interação genótipo-ambiente sobre o peso da desmama de bovinos da raça nelore criados em sistemas extensivos no norte do Brasil

Depending on the environmental differences among the regions, the phenotypic expression in beef cattle may significantly vary between the progenies of the same sire, and this is an important rule to identify the best animal. Thus, this study was carried out to spatialize environmental factors that may help to compare and discriminate the states of Maranhão, Pará, and Tocantins and also to check for genotype x environment interaction (G x E interaction) in these regions. The environmental variables analyzed were: maximum temperature; minimum temperature; mean temperature; precipitation; normalized difference vegetation index; relative humidity; altitude; and index of temperature and humidity. Records of weaning weight of Nellore cattle raised on pasture were collected between the years of 1997 and 2007. The dataset was constituted of 21.117 animals, progenies of 161 sires. (Co)variance components and breeding values were estimated using the multiple-trait derivative-free restricted maximum likelihood method. Multivariate spatialization revealed clear distinction among the States of Maranhão, Pará, and Tocantins and allowed the identification of important environmental variables for discrimination. The estimate for direct heritability showed moderate magnitudes and were 0.22±0013, 0.26±0.021, and 0.29±0023, for the States of Maranhão, Pará, and Tocantins, respectively. The estimates of correlation between the breeding values, predicted in different States, as well as the genetic correlation for weaning weight showed that sire ranks changed among the States, indicating G x E interaction. There was a variation of the genetic response of the progeny, depending on the sire and on the State. Thus, the G x E interaction should be accounted for in the genetic evaluation of sires and the performance of Nellore cattle under extensive breeding systems in tropical regions of Brazil.

A expressão fenotípica pode variar significativamente sob diferenças climáticas e deve ser um motivo de preocupação na identificação e seleção de animais superiores no Brasil. Dessa forma, no presente estudo objetivou-se espacializar fatores ambientais para discriminar os estados do Maranhão (MA), Pará (PA) e Tocantins (TO) e verificar presença de interação genótipo-ambiente (IGA) para peso ao desmame em rebanhos bovinos da raça Nelore localizados nestes Estados. As variáveis ambientais analisadas foram: temperatura máxima; temperatura mínima; temperatura média; precipitação; índice vegetativo normalizado; umidade relativa; altitude e índice de temperatura e umidade. Os registros de peso a desmama de bovinos da raça Nelore criados à pasto foram coletados entre os anos de 1997 e 2007 e o conjunto de dados constituído por 21.117 animais, filhos de 161 touros comuns aos Estados do MA, PA e TO. As estimativas para herdabilidades direta apresentaram magnitudes moderadas, com valores de 0,22 ± 0,013 (MA), 0,26 ± 0,021(PA) e 0,29 ± 0,023 (TO). As variáveis ambientais discriminaram bem os Estados e as estimativas revelaram variação da resposta genética da progênie, dependendo do pai e do Estado em questão. As estimativas de correlações genéticas para peso ao desmame indicaram forte presença de interação genótipo-ambiente.

Climate spatialization and genotype-environment interaction effects on weaning weights of Nellore cattle in extensive systems in tropical regions of Brazil / Efeitos da espacialização climática e interação genótipo-ambiente sobre o peso da desmama de bovinos da raça nelore criados em sistemas extensivos no norte do Brasil

Depending on the environmental differences among the regions, the phenotypic expression in beef cattle may significantly vary between the progenies of the same sire, and this is an important rule to identify the best animal. Thus, this study was carried out to spatialize environmental factors that may help to compare and discriminate the states of Maranhão, Pará, and Tocantins and also to check for genotype x environment interaction (G x E interaction) in these regions. The environmental variables analyzed were: maximum temperature; minimum temperature; mean temperature; precipitation; normalized difference vegetation index; relative humidity; altitude; and index of temperature and humidity. Records of weaning weight of Nellore cattle raised on pasture were collected between the years of 1997 and 2007. The dataset was constituted of 21.117 animals, progenies of 161 sires. (Co)variance components and breeding values were estimated using the multiple-trait derivative-free restricted maximum likelihood method. Multivariate spatialization revealed clear distinction among the States of Maranhão, Pará, and Tocantins and allowed the identification of important environmental variables for discrimination. The estimate for direct heritability showed moderate magnitudes and were 0.22±0013, 0.26±0.021, and 0.29±0023, for the States of Maranhão, Pará, and Tocantins, respectively. The estimates of correlation between the breeding values, predicted in different States, as well as the genetic correlation for weaning weight showed that sire ranks changed among the States, indicating G x E interaction. There was a variation of the genetic response of the progeny, depending on the sire and on the State. Thus, the G x E interaction should be accounted for in the genetic evaluation of sires and the performance of Nellore cattle under extensive breeding systems in tropical regions of Brazil. (AU)

A expressão fenotípica pode variar significativamente sob diferenças climáticas e deve ser um motivo de preocupação na identificação e seleção de animais superiores no Brasil. Dessa forma, no presente estudo objetivou-se espacializar fatores ambientais para discriminar os estados do Maranhão (MA), Pará (PA) e Tocantins (TO) e verificar presença de interação genótipo-ambiente (IGA) para peso ao desmame em rebanhos bovinos da raça Nelore localizados nestes Estados. As variáveis ambientais analisadas foram: temperatura máxima; temperatura mínima; temperatura média; precipitação; índice vegetativo normalizado; umidade relativa; altitude e índice de temperatura e umidade. Os registros de peso a desmama de bovinos da raça Nelore criados à pasto foram coletados entre os anos de 1997 e 2007 e o conjunto de dados constituído por 21.117 animais, filhos de 161 touros comuns aos Estados do MA, PA e TO. As estimativas para herdabilidades direta apresentaram magnitudes moderadas, com valores de 0,22 ± 0,013 (MA), 0,26 ± 0,021(PA) e 0,29 ± 0,023 (TO). As variáveis ambientais discriminaram bem os Estados e as estimativas revelaram variação da resposta genética da progênie, dependendo do pai e do Estado em questão. As estimativas de correlações genéticas para peso ao desmame indicaram forte presença de interação genótipo-ambiente. (AU)

REVEALING THE GENOTYPE X ENVIRONMENT INTERACTION EFFECT FOR SEXUAL PRECOCITY ON THE CLASSIFICATION OF YOUNG ZEBU BULLS

Em países de grande extensão territorial, a produção de bovinos de corte é realizada em ambientes diversos, com climas e sistemas de produção distintos. Nesta situação, a existência de interação genótipo x ambiente é esperada, especialmente para características reprodutivas, que sofrem maior influência ambiental, uma vez os filhos de determinados touros podem não ser os melhores em todos os ambientes, ou seu desempenho pode não ser superior em sistemas de criação diferentes dos quais foram selecionados. Porém, em geral, os programas de melhoramento genético não consideram o efeito da interação genótipo x ambiente, o que pode causar viés nas estimativas dos valores genéticos. Em bovinos, a característica mais utilizada como critério de seleção para precocidade sexual é o perímetro escrotal, por ser facilmente obtida e por estar correlacionada com características seminais nos machos e reprodutivas de fêmeas. Entretanto, o perímetro escrotal também está correlacionado com as características de crescimento. Assim, para que o perímetro escrotal reflita apenas precocidade sexual, é necessário ajustá-lo para as características de crescimento. Na literatura, os estudos que avaliaram o efeito da interação genótipo x ambiente para o perímetro escrotal não consideraram o ajuste para o crescimento, o que pode resultar em escolhas equivocadas quanto ao melhor touro para cada propriedade. Assim, o objetivo dessa tese de doutorado foi identificar o efeito da interação genótipo x ambiente sobre a classificação de touros jovens para perímetro escrotal ajustado para idade, peso, altura, e escores visuais de conformação, precocidade e musculatura, através da análise de normas de reação. Para isso, foram utilizados dados de rebanhos comerciais de bovinos Nelore pertencentes à base de dados do grupo Aliança Nelore. A caracterização do ambiente foi realizada pela padronização das soluções dos grupos contemporâneos, obtidas através do Modelo Animal, no qual o peso ao sobreano foi utilizado como variável dependente. Em seguida, as normas de reação foram determinadas através do Modelo de Regressão Aleatória linear, considerando-se as variâncias ambientais heterogêneas. Posteriormente, estimou-se a correlação genética entre o intercepto e o coeficiente de inclinação da curva de norma de reação e a correlação de Spearman entre a classificação dos touros quanto ao valor genético estimado para os ambientes extremos e médio. Observou-se aumento nas variâncias genéticas aditivas e ambientais para todos os perímetros escrotais ajustados conforme o ambiente tornou-se menos restritivo, exceto quando o ajuste do perímetro escrotal considerou o peso ao sobreano. O coeficiente de herdabilidade foi maior com a melhoria do gradiente ambiental para todas as características estudadas. A correlação de ranking mostrou mudança no posicionamento dos touros quando classificados pelo valor genético estimado, principalmente quando o ranqueamento em ambientes extremos foi comparado. Por essa razão, recomenda-se considerar o efeito da interação genótipo x ambiente nos modelos de avaliação genética de reprodutores, quando o critério de seleção for o perímetro escrotal ajustado para crescimento. Assim, a escolha dos reprodutores será mais assertiva. Durante o doutorado foi possível participar do Programa Doutorado Sanduíche no Exterior, da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), na Universidade de Queensland, na Austrália, e desenvolver o trabalho apresentado no último capítulo desta tese. O objetivo deste trabalho foi identificar o efeito da interação genótipo x ambiente sobre o perímetro escrotal medido aos 6 meses, 12 meses, 18 meses e 24 meses, utilizando as matrizes de parentesco baseadas no pedigree e em informações genômicas, em bovinos Brahman. Para tanto, foi utilizado o banco de dados de rebanhos experimentais pertencentes ao Cooperative Research Centre for Beef Genetic Technologies (Beef CRC). O ambiente foi caracterizado pela padronização das soluções dos grupos contemporâneos obtidos pela análise do Modelo Animal utilizando a matriz de relacionamento genômica, com o peso corporal, medido nas idades em que o perímetro escrotal foi avaliado, como variável dependente. Em seguida, as normas de reação foram determinadas através do Modelo de Regressão Aleatória utilizando a matriz de parentesco baseada apenas no pedigree ou a matriz de parentesco genômica. Posteriormente, foi estimada a correlação de Spearman entre a classificação dos touros quanto ao valor genético estimado para os ambientes extremos e o ambiente mediano, de forma a avaliar a existência ou não de mudança no ranqueamento dos animais. Com o aumento do gradiente ambiental, a variância ambiental para as medidas tomadas aos 12 meses e 18 meses diminuiu, enquanto que, para o perímetro escrotal mensurado aos 6 meses e 24 meses, houve aumento dessa estimativa. Já para a variância genética aditiva e para herdabilidade, conforme o ambiente se tornou mais favorável, tais estimativas aumentaram para as medidas avaliadas aos 12 meses e 18 meses e diminuíram para o perímetro escrotal tomados aos 6 meses e 24 meses. Entretanto, a alteração na variância dos valores genéticos estimados em ambientes extremos pelas normas de reação não foi suficiente para alterar significativamente o ranqueamento, conforme resultados próximos à unidade em todas as correlações de Spearman procedidas. Em relação às medidas de 12 meses e 18 meses, consideradas mais acuradas para identificar precocidade sexual em bovinos da raça Brahman devido à proximidade da idade à puberdade, a existência de interação genótipo x ambiente não foi observada. Para essas idades, não foi observado mudança no ranqueamento dos animais e a variação foi pouco significativa entre as estimativas dos valores genéticos dos touros nos ambientes extremos. Já para o perímetro escrotal medido aos 6 meses e 24 meses, é possível afirmar que existe interação genótipo x ambiente, devido à diferença entre os valores genéticos dos animais avaliados nos ambientes extremos.

In countries with a large territorial extension, beef cattle are raised in different environments, with distinct climates and production systems. In this situation, the existence of genotype x environment interaction is expected, especially for reproductive traits, which suffer greater environmental influence, since the offspring of certain bulls may not be the best in all environments, or their performance may not be superior in raising systems different from those in which they were selected. However, in general, breeding programs do not consider the effect of genotype x environment interaction, which may cause bias in the estimate of breeding values. In beef cattle, the most used trait as selection criterion for sexual precocity is the scrotal circumference, because it is easily obtained and it is correlated with seminal traits in males and reproductive traits in females. But the scrotal circumference is also correlated with growth traits. So, to scrotal circumference reflect only sexual precocity, the adjustment for such characteristics is necessary. Studies evaluating genotype x environment interaction effect for scrotal circumference seems to not consider these adjustments, which can lead to wrong choices of the most adequate sires for each property. Thus, the aim of this thesis was to identify the effect of the genotype x environment interaction on the classification of young bulls for scrotal circumference adjusted for age, weight, height, and the visual scores conformation, precocity and muscularity, through the analysis of reaction norms. Data from commercial Nellore cattle herds belonging to the Aliança Nelore group were used. The environment characterization was performed by standardizing the solutions of the contemporary groups, obtained through the Animal Model, where body weight was used as dependent variable. Then, the reaction norms were determined through a linear Random Regression Model, considering the heterogeneous environmental variances. After that, was estimated the genetic correlation between the intercept and the slope coefficient of the reaction norm curve and the Spearman correlation between the classification of bulls regarding the estimated genetic value for extreme and average environments. There was an increase in the additive and environmental genetic variances for all adjusted scrotal circumferences as the environment became less restrictive, except when the scrotal circumference was adjusted for body weight. The heritability coefficient was higher as the environmental gradient improved for all traits studied. The rank correlation showed a change in the positioning of bulls when ranked by the estimated genetic value, especially when comparing the ranking in extreme environments. For this reason, it is recommended to consider the effect of the genotype x environment interaction in the genetic evaluation of bulls, when the selection criterion is the scrotal circumference adjusted for growth. Thus, the choice of sires will be more assertive. During the doctorate, it was possible to participate in the Doctoral Exchange Program, of the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES), at The University of Queensland, Australia, and develop the study presented in the last chapter of this thesis. The aim of this study was to identify the effect of the genotype x environment interaction on scrotal circumference measured at 6 months, 12 months, 18 months and 24 months, using pedigree-based and genomic-based kinship matrices in Brahman cattle. An experimental dataset belonging to the Cooperative Research Centre for Beef Genetic Technologies (Beef CRC) was used. The environment was characterized by standardizing the contemporary group solutions obtained by Animal Model analysis using the genomic relationship matrix, with weight measured at the evaluated ages as the dependent variable. Then, the reaction norms were determined through the Random Regression Model using the pedigree-based kinship matrix or the genomic kinship matrix. Subsequently, Spearman's correlation was estimated between the ranking of the bulls regarding the genetic value estimated for the extreme environments and the median environment in order to evaluate the existence or not of re-ranking of the animals. With the increase in the environmental gradient, the environmental variance for the measurements taken at 12 months and 18 months decreased, while for the scrotal circumference measured at 6 months and 24 months, there was an increase in this estimate. For the additive genetic variance and heritability, as the environment became more favorable, such estimates increased for the measures evaluated at 12 months and 18 months and decreased for the scrotal circumference taken at 6 months and 24 months. However, the change in variance of genetic values estimated in extreme environments by the reaction norms was not enough to significantly alter the ranking, according to results close to unity in all Spearmans correlations performed. Regarding the measurements at 12 months and 18 months, considered more accurate to identify sexual precocity in Brahman cattle due to the proximity of the age at puberty, the existence of genotype x environment interaction was not observed. For these ages, there was no change in the ranking of animals and the variation was not very significant between the estimates of genetic values of bulls in extreme environments. For the scrotal circumference measured at 6 months and 24 months, it is possible to state that there is a genotype x environment interaction, due to the difference between the genetic values of the animals evaluated in the extreme environments.